中心實(shí)驗(yàn)室田小巖主任桂松工區(qū)培訓(xùn)課件-混凝土

黔中水利樞紐一期工程桂松工區(qū)技術(shù)溝通會(huì)-混凝土混凝土

Concrete1混凝土的基本概念2一般混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)3一般混凝土拌合物性能試驗(yàn)4一般混凝土物理力學(xué)試驗(yàn)5混凝土質(zhì)量限制1.混凝土的定義和分類(lèi)1.1定義廣義上----凡由膠凝材料、骨料按適當(dāng)比例協(xié)作，拌合制成的混合物，經(jīng)確定時(shí)間硬化而成的人造石材統(tǒng)稱(chēng)之為混凝土。目前工程上運(yùn)用最多的是以水泥為膠結(jié)材料，以砂、石為骨料，加水及摻入適量外加劑和摻和料拌制的一般水泥混凝土（簡(jiǎn)稱(chēng)一般混凝土）1.2混凝土的分類(lèi)按表觀密度分類(lèi)特重混凝土——其表觀密度大于2700kg/m3，用重骨料和鋇水泥、鍶水泥等重水泥配制而成。具有防射線的性能，又稱(chēng)防輻射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽結(jié)構(gòu)材料。一般（重）混凝土——表觀密度1900kg/m3～2500kg/m3，用一般的自然砂石為骨料配制而成，為建筑工程中常用的混凝土。輕混凝土——表觀密度小于1900kg/m3，是接受陶粒等輕質(zhì)多孔的骨料，或者不接受骨料而摻入加氣劑或泡沫劑，形成多孔結(jié)構(gòu)的混凝土。主要用作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料和絕熱材料。按用途分類(lèi)結(jié)構(gòu)混凝土防水混凝土道路混凝土防輻射混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土大體積混凝土膨脹混凝土等。按膠結(jié)材料分類(lèi)硅酸鹽水泥混凝土鋁酸鹽水泥混凝土瀝青混凝土樹(shù)脂混凝土按流淌性分類(lèi)干硬性混凝土：坍落度小于10，用維勃稠度表示稠度塑性混凝土：坍落度10～90流淌性混凝土：坍落度100～150大流淌性混凝土：坍落度大于160按其抗壓強(qiáng)度（fcu）混凝土還可分為：一般混凝土（10MPa≤fcu≤50MPa)高強(qiáng)度混凝土（fcu≥60MPa)超高強(qiáng)度混凝土（fcu≥100MPa)按生產(chǎn)和施工方法分類(lèi)泵送混凝土噴射混凝土滑模混凝土碾壓混凝土自密實(shí)混凝土離心混凝土壓力灌漿混凝土、預(yù)拌混凝土（商品混凝土）1.3混凝土的主要性質(zhì)包括：

混凝土硬化前:混凝土拌合物的和易性（工作性Workability）

混凝土硬化后:混凝土的強(qiáng)度、變形性能和耐久性(1)混凝土拌合物的工作性新拌混凝土（FreshConcrete）的施工性、施工前后如何保持勻質(zhì)性包括：工作性的定義工作性的評(píng)定方法影響工作性的因素實(shí)際工程調(diào)整工作性的方法新拌混凝土——混凝土的各組成材料按確定比例攪拌而制成的尚末凝固的混凝土拌和物。工作性的概念工作性——指混凝土拌和物易于各施工工序施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量勻整，成型密實(shí)的混凝土的性能。工作性是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，包括：流淌性粘聚性保水性不同的施工方式，所要求的工作性不同。粘聚性粘聚性——是指混凝土拌和物內(nèi)部組分之間具有確定的凝合力，在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土保持整體勻整的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，在施工過(guò)程中易出現(xiàn)分層、離析現(xiàn)象。離析——指混凝土拌合物各組分分別，造成不勻整和失去連續(xù)性的現(xiàn)象。常有兩種形式：粗骨料從混合料中分別；稀水泥漿從混合料中淌出。分層——指混凝土澆注后由于重力沉降產(chǎn)生的不勻整分布現(xiàn)象。流動(dòng)性流淌性——是指混凝土拌和物在自重或機(jī)械振搗作用下，能產(chǎn)生流淌，并勻整密實(shí)地填滿模板的性能。（廣義上：流淌性是固、液體混合物，即分散系統(tǒng)中克服內(nèi)阻力而產(chǎn)生變形的性能，其大小取決于固、液相的比例）。流淌性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，干脆影響著澆搗施工的難易和混凝土的質(zhì)量。保水性保水性——是指混凝土拌和物具有確定的保持內(nèi)部水份的實(shí)力，在施工過(guò)程中不致產(chǎn)生嚴(yán)峻的泌水現(xiàn)象。保水性差的混凝土拌和物，在施工過(guò)程中，一部分水易從內(nèi)部析出至表面，在混凝土內(nèi)部形成泌水通道，使混凝土的密實(shí)性變差，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。它反映混凝土拌和物的穩(wěn)定性。沖突的統(tǒng)一混凝土拌和物的流淌性、粘聚性、保水性，三者之間相互關(guān)聯(lián)又相互沖突。如粘聚性好則保水性往往也好，但當(dāng)流淌性增大時(shí)，粘聚性和保水性往往變差，反之亦然。所謂拌和物的工作性良好，就是要使這三方面的性能在某種具體條件下，達(dá)到均為良好，亦即使沖突得到統(tǒng)一。流淌性（坍落度）的選擇*需考慮的因素：結(jié)構(gòu)類(lèi)型構(gòu)件截面大小配筋疏密攪拌方式——機(jī)械、人工輸送方式澆注方法——是否泵送搗實(shí)方法等原則：在不阻礙施工操作并能保證振搗密實(shí)的條件下，盡可能接受較小的坍落度，以節(jié)約水泥并獲得質(zhì)量高的混凝土。影響工作性的因素1水泥漿的數(shù)量2水泥漿的稠度3砂率4組成材料性質(zhì)的影響5外加劑6時(shí)間和溫度實(shí)際工程中調(diào)整和易性的原則：通過(guò)試驗(yàn)，接受合理砂率，并盡可能接受較低的砂率；改善砂、石（特殊是石子）的級(jí)配；在可能條件下，盡量接受較粗的砂、石；當(dāng)混凝土拌和物坍落度太小時(shí)，保持水灰比不變，增加適量的水泥漿；當(dāng)坍落度太大時(shí)，保持砂率不變，增加適量的砂石；有條件時(shí)盡量摻用外加劑－減水劑、引氣劑。（2）混凝土的力學(xué)性能混凝土強(qiáng)度的意義：強(qiáng)度是混凝土最重要的力學(xué)性質(zhì)，混凝土主要用于承受荷載或抗拒各種作用力?；炷翉?qiáng)度與混凝土的其它性能關(guān)系親密，一般來(lái)說(shuō)，混凝土的強(qiáng)度愈高，其剛性、不透水性、抗拒風(fēng)化和某些侵蝕介質(zhì)的實(shí)力也愈高，通常用混凝土強(qiáng)度來(lái)評(píng)定和限制混凝土的質(zhì)量。混凝土強(qiáng)度的分類(lèi)包括：抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。砼的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)定義：混凝土的抗壓強(qiáng)度是指標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到破壞的單位面積所能承受的最大應(yīng)力（亦稱(chēng)極限強(qiáng)度）?；炷两Y(jié)構(gòu)物常以抗壓強(qiáng)度為主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且抗壓強(qiáng)度與其它強(qiáng)度及變形有良好的相關(guān)性，因此，抗壓強(qiáng)度常作為評(píng)定混凝土質(zhì)量的指標(biāo)，并作為確定強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。立方體標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)的關(guān)系依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《一般混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。砼強(qiáng)度等級(jí):依據(jù)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（以fcu.k表示），將混凝土劃分為十二個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55及C60混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu.k系指對(duì)按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5％。影響混凝土強(qiáng)度的因素混凝土破壞的斷面形式分：骨料剝離型骨料裂開(kāi)型粘結(jié)界面破壞型混凝土強(qiáng)度關(guān)系式fcu=f(骨料強(qiáng)度、水泥石強(qiáng)度、界面強(qiáng)度)①水泥標(biāo)號(hào)與水灰比水泥標(biāo)號(hào)和水灰比是確定混凝土強(qiáng)度最主要的因素。水灰比不變時(shí)，水泥標(biāo)號(hào)越高，則硬化水泥石強(qiáng)度越大，對(duì)骨料的膠結(jié)力也就越強(qiáng)，配制成的混凝土強(qiáng)度也就愈高。水泥標(biāo)號(hào)相同的狀況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力愈大，混凝土強(qiáng)度愈高。但水灰比過(guò)小，拌和物過(guò)于干稠，在確定的施工振搗條件下，混凝土不能被振搗密實(shí)，出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，反將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度嚴(yán)峻下降。W/C理論=0.223W/C實(shí)際=0.4~0.6強(qiáng)度與水灰比的關(guān)系示意圖圖3-6齡期與水灰比對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響砼強(qiáng)度與W/C、水泥強(qiáng)度等的閱歷公式fcu=Afce（C/W—B）

式中fcu———混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度（Mpa）；C————每立方米混凝土中水泥用量（Kg）；W————每立方米混凝土中水的用量（Kg）；C/W———混凝土的灰水比；fce———水泥的實(shí)際強(qiáng)度（Mpa）。在無(wú)法取得水泥實(shí)際強(qiáng)度時(shí)，可用式fce=γ.fce.k代入，其中fce.k為水泥標(biāo)號(hào)，γ為水泥標(biāo)號(hào)值的富余系數(shù)（一般為1.13）。A、B——閱歷系數(shù)（骨料系數(shù)）A、B——閱歷系數(shù)，與骨料品種及水泥品種等因素有關(guān)，其數(shù)值通過(guò)試驗(yàn)求得。若無(wú)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)資料，則可按《一般混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55－96）供應(yīng)的A、B閱歷系數(shù)取用：接受碎石A＝0.46B＝0.07接受卵石A＝0.48B＝0.33公式的適用范圍：只適用于流淌性混凝土及低流淌性混凝土，對(duì)于干硬性混凝土則不適用?；炷翉?qiáng)度公式的應(yīng)用：可依據(jù)所用的水泥標(biāo)號(hào)和水灰比來(lái)估計(jì)所配制混凝土的強(qiáng)度，也可依據(jù)水泥標(biāo)號(hào)和要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)來(lái)計(jì)算應(yīng)接受的水灰比。②骨料的影響影響因素：骨料的強(qiáng)度骨料的種類(lèi)骨料的級(jí)配骨料的表面狀態(tài)骨料的粒形骨料的有害雜質(zhì)和弱顆粒含量③齡期定義：齡期——是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所閱歷的時(shí)間。在正常養(yǎng)護(hù)的條件下，混凝土的強(qiáng)度將隨齡期的增長(zhǎng)而不斷發(fā)展，最初7～14天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后漸漸變緩，28天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。28天后強(qiáng)度仍在發(fā)展，其增長(zhǎng)過(guò)程可持續(xù)數(shù)十年之久。砼強(qiáng)度與齡期的關(guān)系圖齡期與強(qiáng)度閱歷公式在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的常用對(duì)數(shù)成正比關(guān)系（齡期不小于3d）。

式中fn———nd齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；f28———28d齡期混凝土的抗壓強(qiáng)度（MPa）；n———養(yǎng)護(hù)齡期（d），n≥3。齡期與強(qiáng)度閱歷公式的應(yīng)用可以由所測(cè)混凝土早期強(qiáng)度，估算其28d齡期的強(qiáng)度。或者可由混凝土的28d強(qiáng)度，推算28d前混凝土達(dá)到某一強(qiáng)度須要養(yǎng)護(hù)的天數(shù)，如確定混凝土拆模、構(gòu)件起吊、放松預(yù)應(yīng)力鋼筋、制品養(yǎng)護(hù)、出廠等日期。④養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響混凝土強(qiáng)度是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展的過(guò)程，其發(fā)展的程度和速度取決于水泥的水化，而混凝土成型后的溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素。因此，混凝土澆搗成型后，必需在確定時(shí)間內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏囟群妥銐虻臐穸纫允顾喑浞炙?，保證混凝土強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，以獲得質(zhì)量良好的混凝土。溫度影響?zhàn)B護(hù)溫度高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度的發(fā)展也快；在低溫下混凝土強(qiáng)度發(fā)展遲緩。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)，則由于混凝土中水分大部分結(jié)冰，不但水泥停止水化，混凝土強(qiáng)度停止發(fā)展，而且由于混凝土孔隙中的水結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹（約9％），而對(duì)孔壁產(chǎn)生相當(dāng)大的壓應(yīng)力（可達(dá)100MPa），從而使硬化中的混凝土結(jié)構(gòu)遭遇破壞，導(dǎo)致混凝土已獲得的強(qiáng)度受到損失。混凝土早期強(qiáng)度低，更簡(jiǎn)潔凍壞。冬季施工時(shí)，要特殊留意保溫養(yǎng)護(hù)，以免混凝土早期受凍破壞。濕度影響四周環(huán)境的濕度對(duì)水泥的水化能否正常進(jìn)行有顯著影響。濕度適當(dāng)，水泥水化反應(yīng)順當(dāng)進(jìn)行，使混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)展，因?yàn)樗撬嗨磻?yīng)的必要成份。假如濕度不夠，水泥水化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，甚至停止水化，嚴(yán)峻降低砼強(qiáng)度，而且使砼結(jié)構(gòu)疏松，形成干縮裂縫，增大了滲水性，從而影響混凝土的耐久性。施工規(guī)范規(guī)定：在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋，以防止水分蒸發(fā)過(guò)快。在夏季施工混凝土進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，運(yùn)用硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥和礦渣水泥時(shí)，澆水保濕應(yīng)不少于7d；運(yùn)用火山灰水泥和粉煤灰水泥或在施工中摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求時(shí)，應(yīng)不少于14d。砼強(qiáng)度與保濕時(shí)間的關(guān)系圖試驗(yàn)條件對(duì)砼強(qiáng)度測(cè)定值的影響試驗(yàn)條件是指：試件的尺寸試件形態(tài)試件表面狀態(tài)加荷速度等提高混凝土強(qiáng)度的措施接受高標(biāo)號(hào)水泥或早強(qiáng)型水泥接受低水灰比的干硬性混凝土接受濕熱處理養(yǎng)護(hù)混凝土接受機(jī)械攪拌和振搗摻入混凝土外加劑、摻合料等（3）混凝土變形的性能分類(lèi)：化學(xué)收縮Ⅰ非荷載作用下的變形干濕變形溫度變形

Ⅱ荷載作用下的變形短期荷載作用下的變形長(zhǎng)期荷載作用下的變形—徐變（4）混凝土的耐久性長(zhǎng)期以來(lái)，人們始終認(rèn)為混凝土材料是一種耐久性良好的材料，因?yàn)椴簧儆闷浣⒌慕Y(jié)構(gòu)物運(yùn)用壽命許久。如一些早期建成的混凝土建筑物，已經(jīng)運(yùn)用了100年上下照舊完好。但與此同時(shí)不少結(jié)構(gòu)物過(guò)早地毀壞，修理困難而且費(fèi)用昂揚(yáng)，促使人們重視耐久性問(wèn)題；很多大型結(jié)構(gòu)物的興建，例如海底隧道、跨海大橋、石油鉆井平臺(tái)、核廢料儲(chǔ)存容器等，對(duì)運(yùn)用壽命提出了更高的要求，如100年、150年，甚至幾百年定義——混凝土抗拒環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的運(yùn)用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的平安、正常運(yùn)用的實(shí)力稱(chēng)為耐久性?；炷恋目?jié)B性：抗?jié)B性是確定混凝土耐久性最主要的因素，若混凝土的抗?jié)B性差，不僅四周水等液體物質(zhì)易滲入內(nèi)部，而且當(dāng)遇有負(fù)溫或環(huán)境水中含有侵蝕性介質(zhì)時(shí)，混凝土就易遭遇冰凍或侵蝕作用而破壞，對(duì)鋼筋混凝土還將引起其內(nèi)部鋼筋銹蝕并導(dǎo)致表面混凝土疼惜層開(kāi)裂與剝落。因此，對(duì)地下建筑、水壩、水池、港工、海工等工程，必須要求混凝土具有確定的抗?jié)B性。抗?jié)B等級(jí)：抗?jié)B等級(jí)是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法下所能承受的最大靜水壓來(lái)確定的?？?jié)B等級(jí)有P4、P6、P8、P10、P12等五個(gè)等級(jí)，表示能抗拒0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的靜水壓力而不滲透。提高混凝土抗?jié)B性的主要措施：提高混凝土的密實(shí)度;改善混凝土中的孔隙結(jié)構(gòu)，削減連通孔隙;可通過(guò)低的水灰比、好的骨料級(jí)配、充分的振搗和養(yǎng)護(hù)、摻入引氣劑等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。混凝土的抗凍性——是指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)峻降低確定的性能。在寒冷地區(qū)，特殊是在接觸水又受凍的環(huán)境下的混凝土要求具有較高的抗凍性抗凍等級(jí)：以28d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽水后承受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強(qiáng)度損失不超過(guò)25％，且質(zhì)量損失不超過(guò)5％時(shí)所能承受的最大循環(huán)次數(shù)來(lái)確定。混凝土的抗凍等級(jí)有F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300等九個(gè)等級(jí)，分別表示混凝土能承受凍融循環(huán)的最大次數(shù)不小于10、15、25、50、100、150、200、250和300次?；炷恋奶蓟ㄖ行曰侵富炷羶?nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度適宜時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，也稱(chēng)中性化。碳化作用引起的堿度降低減弱了對(duì)鋼筋的疼惜作用。因鋼筋處在堿性環(huán)境中而在表面生成一層鈍化膜，疼惜鋼筋不易腐蝕；當(dāng)碳化深度穿透混凝土疼惜層而達(dá)鋼筋表面時(shí)，鋼筋鈍化膜被破壞而發(fā)生銹蝕，此時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，致使混凝土疼惜層產(chǎn)生開(kāi)裂；開(kāi)裂后的混凝土有利于二氧化碳、水、氧等有害介質(zhì)的進(jìn)入，更加劇了碳化的進(jìn)行和鋼筋的銹蝕，最終導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生順筋開(kāi)裂而破壞。影響碳化的因素：①環(huán)境中二氧化碳的濃度——二氧化碳濃度高（如鑄造車(chē)間），碳化速度快②水泥品種——摻混合材的水泥堿度較低，碳化速度隨混合材料摻量的增多而加快。③水灰比——水灰比愈小，混凝土愈密實(shí)，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度就慢。④環(huán)境濕度——當(dāng)環(huán)境中的相對(duì)濕度在50～75％時(shí)，碳化速度最快，當(dāng)相對(duì)濕度小于25％或大于100％時(shí)，碳化將停止。提高混凝土耐久性的措施合理選擇水泥品種。選用質(zhì)量良好，技術(shù)條件合格的砂石骨料。限制水灰比及保證足夠的水泥用量是保證混凝土密實(shí)度的重要措施，是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。摻入減水劑或引氣劑，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，對(duì)提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用。改善施工操作，保證施工質(zhì)1.2混凝土材料及作用水泥(Cement)：顆粒尺寸1-50μm密度3.1g/cm3骨料(Aggregate):粗骨料（粒徑大4.75mm）細(xì)骨料（粒徑小于4.75mm）密度2.7g/cm3水(water)：密度1g/cm3化學(xué)外加劑(admixture)和礦物摻合料材料名稱(chēng)檢測(cè)頻次水泥同品種、同等級(jí)的水泥200t，或＜200t為一批鋼材同型號(hào)以60t為一批，不足60t者也為一批砂、碎石以每600t為一批，不滿600t時(shí)也為一批粉煤灰同品種、同等級(jí)的粉煤灰200t，或＜200t為一批減水劑摻量大于1％（含1％）同品種的外加劑每一編號(hào)為100t，摻量小于1％的外加劑每一編號(hào)為50t，不足50t的也可按一個(gè)批量計(jì)水泥漿的作用：在混凝土硬化前，水泥槳起潤(rùn)滑作用，賜予混凝土拌合物確定的流淌性，便于施工。水泥槳硬化后，起膠結(jié)作用，把砂石骨料膠結(jié)在一起，成為堅(jiān)硬的人造石材－砼，并產(chǎn)生力學(xué)強(qiáng)度。砂石材料作用：填充、骨架；約束收縮外加劑：有效改善新拌混凝土的工作性、凝合時(shí)間，硬化混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性質(zhì)。

2混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)目的：確定混凝土中各組成材料數(shù)量之間的比例關(guān)系。常用的表示方法：以每1混凝土中各項(xiàng)材料的質(zhì)量表示，水泥（mc）300kg、水（mw）180kg、砂（ms）720kg、石子（mg）1200kg；以各項(xiàng)材料的質(zhì)量比來(lái)表示（以水泥質(zhì)量為1）如水泥：砂：石子：水＝1：2.4:4:0.6（1）混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)的基本要求1)滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——強(qiáng)度等級(jí)；2)滿足混凝土施工——和易性；3)滿足工程所處環(huán)境——耐久性的要求；4)符合經(jīng)濟(jì)原則——盡可能接受當(dāng)?shù)夭牧?。混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)的資料準(zhǔn)備了解工程設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，以便確定混凝土配制強(qiáng)度。了解工程所處環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的要求，以便確定所配制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件斷面尺寸及鋼筋配制狀況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。了解混凝土施工方法及管理水平，以便選擇混凝土拌和物坍落度及混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差。駕馭原材料的性能指標(biāo)。水泥──品種、標(biāo)號(hào)、密度；砂、石骨料──種類(lèi)、表觀密度、級(jí)配、最大粒徑等；拌和用水──水質(zhì)狀況；外加劑──品種、性能、適宜摻量；摻和料——粉煤灰、礦渣、硅粉等。混凝土協(xié)作比設(shè)計(jì)中的三個(gè)參數(shù)Ⅰ、水與水泥之間的比例關(guān)系——水灰比表示；Ⅱ、砂與石子之間的比關(guān)系——砂率表示；Ⅲ、水泥漿與骨料之間的比例關(guān)系——單位體積用水量來(lái)表示。確定三個(gè)參數(shù)的基本原則：在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，依據(jù)粗骨料的種類(lèi)和規(guī)格確定混凝土的單位用水量；砂在骨料中的數(shù)量應(yīng)以填充石子空隙后略有富余的原則來(lái)確定砂率?；炷羺f(xié)作比設(shè)計(jì)的步驟Ⅰ初步計(jì)算協(xié)作比Ⅲ試驗(yàn)室協(xié)作比Ⅱ基準(zhǔn)協(xié)作比Ⅳ施工協(xié)作比調(diào)整坍落度校核強(qiáng)度、耐久性扣減工地砂石含水量二、初步計(jì)算協(xié)作比計(jì)算步驟：第一步：確定配制混凝土強(qiáng)度(fcu,t)其次步：確定水灰比(w/c)第三步：確定用水量W0第四步：確定水泥用量C0第五步：確定砂率βs第六步：確定砂石用量S0,G0第一步：混凝土配制強(qiáng)度的確定依據(jù)公式：fcu.0＝fcu.k

+1.645σ式中：fcu.0——混凝土配制強(qiáng)度（MPa）

fcu.k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。σ的確定：A、施工單位有強(qiáng)度歷史資料時(shí)，依公式計(jì)算；B、施工單位無(wú)強(qiáng)度歷史資料時(shí)，

<C20時(shí),σ=3.5C20-C40時(shí),σ=4.5>C40時(shí),σ=5.5其次步:初步確定水灰比（W/C）依混凝土強(qiáng)度公式：fcu,o=Afce(C/W-B)

W/C=Afce/(fcu,o+ABfce)耐久性校核：水灰比還不得大于P238表8.4中規(guī)定的最大水灰比值結(jié)果——兩者取最小值。第三步:選取M3混凝土的用水量（mwo)

依據(jù)所用粗骨料的種類(lèi)、最大粒徑及施工所要求的坍落度值，查表8.5，選取1M3混凝土的用水量。第四步:

計(jì)算1M3混凝土的水泥用量（mco）計(jì)算——依據(jù)確定的水灰比（W/C）和選用的單位用水量（mwo），可計(jì)算出水泥用量（mco）。W/C=mwo/mwcmco=mwo/(W/C)校核——為保證混凝土的耐久性，由上式計(jì)算得出的水泥用量還應(yīng)滿足P238表8.4規(guī)定的最小水泥用量的要求；取值——兩者最大值。第五步:選取合理砂率值（βs）方法：Ⅰ、依據(jù)填充理論和砂石狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算砂率；Ⅱ、依據(jù)混凝土拌和物的和易性，通過(guò)試驗(yàn)求出合理砂率——坍落度最大的最小砂率；Ⅲ、如無(wú)試驗(yàn)資料，可依據(jù)骨料品種、規(guī)格和水灰比，按P239表8.6選用。第六步:計(jì)算粗、細(xì)骨料的用量（mgo）及（mso）A質(zhì)量法：若原材料狀況比較穩(wěn)定，所配制的混凝土拌和物的表觀密度將接近一個(gè)固定值。B

體積法：假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料確定體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和。A、質(zhì)量法：假設(shè)1M3混凝土拌和物的質(zhì)量為某一確定值mcp，則可列方程：

式中mco───每立方米混凝土的水泥用量（kg）；mgo------每立方米混凝土的粗骨料用量（kg）;mso──－每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（kg）；βs────砂率（％）；mcp──1m3混凝土拌和物的假定質(zhì)量,其值可取2400～2500kg.聯(lián)立兩式，即可求出mgo、mso。B、

體積法假定混凝土拌和物的體積等于各組成材料確定體積和混凝土拌和物中所含空氣體積之總和，可列出下式：

式中ρc───水泥密度,可取2900～3100（kg/m3）；